工业设计论文对独立式燃气炉冬季运行情况的调研研究.doc

对独立式燃气炉冬季运行情况的调研研究 摘要为了解独立式燃气炉的实际运行情况，通过对北京某小区的室内外温度和住户燃气耗量的实测和对住户的调研，对此采暖方式进行了评价。通过对不同户型的比较测试，找到了房间热负荷的两方面因素：客观上，建筑结构对房间热负荷的影响因素，包括房间朝向、房间外围面积比、房间采光条件、所在楼层的位置；主观上，由于住户居住情况对房间负荷造成的影响因素，包括邻室入主率、采暖模式（连续采暖或间歇采暖）、以及开关窗情况。另外对住户的主观感受进行了统计调查。对燃气炉是否对小区环境造成污染进行了测试评价。关键字采暖模式 独立式燃气炉 采暖房间热负荷 围护结构1、引言随着即将发布的供热改革通知的出炉，采暖将变福利为商品，计量方式将改为按热量收费，所以单户锅炉采暖方式已成为主要采暖方式这1。对单户锅炉采暖的实际运行情况1直众说纷纭，特别是针对节能和运行费用。由于各户的实际耗热量不同导致采暖费用的不同，使得房价的高低需要考虑其建筑特点对房间热负荷的影响34。而住户实际居住情况也会对房间热负荷造成影响。另外，燃气锅炉对小区环境是否造成直接污染也是实行单户采暖所面临的1个重要问题。为了解采用单户采暖的实际运行效果和找出影响房间实际耗热量的因素以便于对能耗和运行费进行合理，清华大学建筑技术系生态住宅小组于2001年2月22日3月6日以及3月10日3月16日对首次采用单户燃气采暖方式的北京某实用房小区进行了房间温度和住户燃气耗量的实测研究，以期对独立式燃气炉采暖方式给出客观的评价。2、测试与调研1房间温度与住户燃气耗量的测试通过对室内外空气温度和住户燃气耗量的测试，研究影响房间热负荷的因素及其影响程度。测试选取14户典型户型进行测试，其中底层3户、顶层5户、标准层6户；其中1户为西北朝向，2户为东北朝向，其他户型都是南北朝向按外围护结构面积与围护结构总面积之比（简称外围面积比）分类，有6户的外围面积比约为2/6（考虑在标准层中间单元的户型，除南北外墙以外，都为内墙和楼板）；另外有6户的外围面积比约为3/6（考虑在顶层和底层的户型），还有2户的外围面积比约为4/6（指在顶层边单元和底层边单元的户型）。2对小区环境空气品质的测试为确定使用独立式燃气炉采暖是否会对造成环境污染及其造成污染的程度，包括空气污染和噪声污染，本次调研对小区空气品质和房间内噪声进行了测试评价。燃气废气中主要有1氧化碳、氮氧化物、2氧化硫和烟尘。2氧化碳并非污染物，但仍是空气品质的重要测量指标，噪声污染的测试选取某座住宅中反映噪声中了大的住户进行测试。3调查问题的设计为了调查与采暖相关问题，在第1个采暖季即将结束时，157户小区住户接受了问卷调查。这些住户包括不同户型、不同朝向，不同位置以及不同生活方式的住户。调查问卷的主旨是通过了解住房使用独立式燃气炉采暖方式的实际情况对这种采暖方式进行评价并为进1步改进这种采暖方式提供1些依据和建议。包括住户对采暖方式的满意程度、在采暖期间的热舒适感觉、房间的采暖条件，以及采暖期间住户对采暖方式反映的问题。另外为配合测试研究还调查了住户的月平均燃气耗量、运行调节操作情况、开窗换气情况、4邻入住情况和其它采暖期间遇到的相关问题。3、测试结果1燃气耗量测试结果部分典型户型燃气耗量测试结果 表2 房间号abcdefg h建筑面积m293.787.3115.593.695.0150.095.084.4室内平均温度19.615.317.920.117.612.613.915.91供暖燃气耗量m3/天5.075.347.076.602.61未采暖未采暖0.17注：1.a、d、g、h为底层户型，b、f为顶层户型，c、e为标准户型，b和d为边单元户型，2.c和f为跃层户型，其他为平层式户型3.h为西北朝向身的户型，其他为南北朝向的户型，4.ag的燃气耗量是取3月10日3月16日的平均量，h的燃气耗量是2月22日3月6日的平均量。2小区环境空气品质和噪声测试结果除粉尘浓度只达到3级标准以外，其他污染物（2氧化碳，2氧化硫，2氧化硫、臭氧）的浓度都达到了1级标准。客厅的噪音可达到1级标准，卧室要求比较高，也可达到2级标准。3调查问卷主观评价统计结果61%的住户在冬季采暖期间感觉舒适，接近60%的住户对这种新的采暖方式总体上感觉满意。其余感觉不舒适的住户的反映都是房间大部分时间偏冷。另外，77%的住户感觉独立式燃气炉采暖方式的调节和操作是方便的。总体上住户对独立式燃气炉采暖方式是持认同的态度。问卷中，反映供明管道接头漏水问题的人数最多，超过了调查总人数的5分之1。其他问题：包括费钱，温度阀调节无法达到要求，燃气炉有时出现故障，燃气炉噪音大和用电暖气采暖代替锅炉采暖也有1部分人反应。4、分析与评价1建筑物结构对房间热负荷的影响（1）建筑物朝向对热负荷的影响同样采暖量时，朝南房间（客厅和南卧）的温度最高，东北朝向的房间（书房次之），而朝北房间（北卧）比朝南的房间低1.5左右。同样，在其他同1住户的不同南北朝向房间的温度比较中出现了较为1致的，由此可见房间的朝向对房间热负荷的影响是明显的。（2）外围面积比对房间热负荷的影响在同1住户，楼下房间的平均温度为18.8，而楼上房间（即顶层）的平均温度为17.7，这是因为随着房间的外围面积比增大，房间的热负荷也增大。以带跃层的顶层住户为例，因为跃层住户楼上房间的屋顶是楼房房顶，而楼下房间的房顶是楼板，而其他围护结构相同，所以楼上房间的外围面积比大于楼下房间的外围面积比，从而使得楼上房间的热负荷大于楼下房间热负荷。底层住户也同样因为地面是楼地，导致房间的外围面积比增大，进而使得房间的热负荷也增大。 （3）南向房间采暖对燃气耗量的影响根据统计结果，房间的采光越差，采暖燃气耗量越高。这说明采暖良好的房间除了采光的优点，还能有效地减少房间的采暖能耗。 （4）楼层对房间燃气耗量的影响在房间设定温度同为1618的情况下，5、6层住户的平均燃气耗量最多（样本中5层住户既有顶层的也有中间层）；作为中间层的3、4层住户的平均燃气耗量最少，而4层由于采光比3层好，故燃气耗量相对更少。1层和2层住户的平均燃气耗量居中。这与前面提到的受外围面积比影响和采光状况；影响的情况是相符的。说明不同楼层的采暖费用是必然不同的。2住户居住情况对房间燃气耗量的影响（1）邻室入住率对室温的影响所谓邻室入住率，即与所测住户有共同内围护结构的住户是否有人居住以及居住者设定的采暖温度。从表4看，在建筑结构基本相同的住户中，相同设定温度时，d户的耗气量明显比a户大；虽然同为3邻采暖，由于e户的3邻的平均室温都比它高，所以e户的耗气量明显低于b户。说明如果某房间温度高于邻室温度，则会向邻室传热，从而增加了房间的热负荷；反之，则邻室向此房间传热，进而减少了房间热负荷。燃气耗量表 表4 房间号abcde邻室情况3邻采暖3邻采暖4邻采暖1邻采暖3邻采暖室内平均温度（）2015182018折合采暖热负荷w/m217.6019.8919.9022.928.94（2）冷风渗透对室温的影响由于窗户的密封程度都1样，所以这里的冷风渗透量就是指住户每天的开窗面积和频率。以某跃层式住户为例，2楼卧室室外比1楼其他房间的温度低了3左右。根据前面对外围面积比影响的分析可知，仅仅因为外围面积比增大，不足以使温度下降3之多。调查发现，由于住户白天开窗时间为8小时以上，开窗面积有0.8m0.04m，相当于约有5次/小时左右的换气次数，因而导致了室温的急剧下降。说明冷风渗透量对房间热负荷影响可能是很大的。这在月平均燃气耗量的统计调查中得到了验证：不常开窗与不开窗的住户，其平均燃气耗量为3.12m3/m2.月；常开窗户的平均燃气耗量为3.51 m3/m2.月。（3）采暖模式对燃气耗量的影响采暖模式主要分为连续采暖（白天和晚上都有人在家的住户常采用的模式）和分时采暖（白天没有人在家的住户常采用的模式）两种情况。连续采暖的住户其平均燃气耗量为3.54 m3/m2.月，分时采暖的住户其平均燃气耗量为2.89m3/m2.月。明显比连续采暖的耗气量大很多，这也是应该提醒住户在使用这种采暖方式时注意的1个问题。3经济性分析通过对157户用户平均燃气耗量的调查（去掉特殊用户：燃气耗量过高和燃气耗量过低的用户，再取算术平均），约75%的住户的费用小于25元/m2年，基本与北京市集中供热热价20元/m2年相当。集中供热的平均采暖热负荷为34.6元/m2，将此作为基准比较3种采暖方式在相同热负荷下的经济性（表7），可知，要达到相同的采暖舒适水平，集中供热和独立式燃气炉采暖两种方式的经济性相当，电采暖是最不经济的。2002年的实际燃气耗量为9.9525元/m2年，比2001年统计值少将近1倍。分析其原因有2：1，2002年室外气温比2001年同时期的室外气温高出许多；2001年采暖季的平均外温为-0.26，2002年采暖季的平均外外温为2.5。2，2001年的数据是用户所填的数据，大部分是其最冷月的燃气耗量值，而2002年的采暖季实测值的平均值。采暖方式的经济性比较表7 采暖方式每平炉年费用（25元/m2年）比例独立式燃气炉采暖21.71.09集中供热20.21.00家用电暖气采暖44.92.25注：1.每天生活用热以1.33 m3。2家用燃气炉的热效率按0.8计算。3天然气低位发热量按35.11mj/m3计算。5结论通过测试研究对采暖方式产生的实际效果做了1个客观分析与评价：由于其独立性，具有不同建筑结构的户型会有不同的热负荷，从而有不同的采暖费用；另外，住户的居住情况也同样会影响房间的热负荷而导致不同的采暖费用。同时计算发现，独立式燃气炉和集中采暖的经济性相当。希望以上这些结论能改善独立式燃气炉